在生产环节中，人们目前仍常通过测量电抗的方式，确定金属板材铁芯扼流圈的电感值。该方法需给扼流圈施加电网电流与电压，再根据电流和电压的有效值计算电抗，进而推导出电感值。但相较于脉冲测量法，这种传统方法存在诸多显著缺陷。为此，汉斯・冯・曼戈尔特有限公司正逐步将其生产中的电感测量工序，切换为采用DPG10 系列大功率扼流圈测试仪的脉冲测量方案。

本文将分别阐述脉冲测量原理与传统电抗测量法的技术细节，重点凸显脉冲测量法的优势。

同时，文章还将介绍 DPG10 系列大功率扼流圈测试仪，在汉斯・冯・曼戈尔特有限公司金属板材铁芯绕制产品批量生产中的实际应用情况，该系列产品的功率覆盖范围为 1 千伏安至 1 兆伏安以上。

最后，本文将说明如何借助全新的INT1 接口箱，将 DPG10 系列测试仪无缝集成至绕制件全自动生产线，整个过程无需自主编写软件程序。

通过被测件的电流 i (t) 与电压 v (t) 曲线，单次脉冲即可计算出以下参数：

·微分电感 Ldiff(i)(见图 2)与 Ldiff(∫Udt)

·幅值电感 Lamp(i) 与 Lamp(∫Udt)(又称正割电感)

·磁链 ψ(i)

·磁场共能 Wco(i)

·若给定铁芯截面积与匝数，还可计算出磁通密度B(i)

直流电阻需单独进行测量。此外，搭配选装的三相扩展单元后，DPG10 系列大功率扼流圈测试仪同样适用于三相扼流圈的测量。

图1

DPG10 系列大功率扼流圈测试仪的脉冲测量原理

该测量原理与多数实际电力电子应用场景一致，即向被测件施加方波电压脉冲。这会使被测件中产生斜坡式上升的电流(见图 1)，电流的变化率dtdi取决于与电流相关的电感值L(i)。当电流达到预设最大值，或脉冲持续时间达到预设值时，测量脉冲会被自动切断。

通过被测件的电流 i (t) 与电压 v (t) 曲线，单次脉冲即可计算出以下参数：

·微分电感 Ldiff(i)(见图 2)与 Ldiff(∫Udt)

·幅值电感 Lamp(i) 与 Lamp(∫Udt)(又称正割电感)

磁链 ψ(i)

·磁场共能 Wco(i)

·若给定铁芯截面积与匝数，还可计算出磁通密度B(i)

直流电阻需单独进行测量。此外，搭配选装的三相扩展单元后，DPG10 系列大功率扼流圈测试仪同样适用于三相扼流圈的测量。

图2

DPG10 系列大功率扼流圈测试仪核心优势一览

·适用范围极广：这是市面上其他电感测量仪均无法企及的优势，可覆盖几乎所有类型的功率电感元件，小至贴片扼流圈，大至功率达兆伏安级、重量数吨的大功率扼流圈均可精准测量。

·电流范围宽泛：目前可支持的测量电流范围为小于 0.1 安至 10000 安。

·适配多类铁芯材料：工作频率覆盖范围广，从低于 5 赫兹到数百千赫兹均可适配。

·操作简便高效：操作流程简单易懂，数秒内即可获取测试结果。

·体积小重量轻：即便 10 千安量程的机型，也可搭载在手推车上实现移动测量。

·性价比高：即便支持超大测量电流，设备仍具备较高的性价比。

·脉冲能量强劲：目前可提供的最大脉冲能量达 15 千焦。

·无热影响：测量过程中不会对被测件造成热效应影响。

·拓展性强：搭配三相扩展单元后，可轻松实现三相扼流圈的测量。

传统电网电压电流电抗测量法

采用电抗测量法时，通常需向被测件施加额定电流与额定电压(频率为 50 赫兹或 60 赫兹)。该过程一般借助机电式调压变压器，或配备正弦滤波器的可控逆变器来实现，随后测量电流与电压的有效值。根据交流电路基本理论，忽略电阻的情况下，电感值计算公式如下：

若计入电阻影响，公式则变为：

这种方法存在一个根本性问题：由于铁芯材料具有极强的非线性特性，测量过程中无法获得标准的正弦电压与正弦电流。这一点在铁芯材料上表现得尤为明显 —— 在磁滞回线(B-H 曲线)的起始段，铁芯的磁导率远低于正常工作区间，而随着磁饱和程度的提升，磁导率又会再次下降。

当向被测件施加正弦电流时，所产生的电压波形会偏离标准正弦波;反之，施加正弦电压时，电流响应同样呈现非正弦特性。

在实际测量中，除非采用电子控制逆变器供电，否则该方法基本无法获得正弦电流或正弦电压，测量信号会出现严重的谐波失真。原本平滑的正弦电流波峰会变得尖锐，极端情况下甚至呈现针状波形(见图 3)。

图3

面对这类失真的波形，采用有效值法测量电压和电流，再依据公式 (1) 或公式 (2) 计算电感值的做法存在两大谬误：

1.上述公式均基于交流电路基本理论推导得出，而该理论仅适用于正弦量与线性关系的场景。

2.有效值测量的原理，是对被测物理量进行平方运算后，在一个周期内积分得到结果，其本质是基于交流电在电阻负载中的热效应。交流电的有效值，等效于产生相同热效应的直流电数值，这一原理与电磁学并无关联。由于失真波形的波峰因数较高，该方法测得的电流、电压有效值，会系统性地高于基波分量的有效值。

因此，从原理上来说，这种测量方法在非线性区间的测量效果极差。过去，由于缺乏更优的替代方案，该方法在铁芯材料饱和极限以内的测量场景中，尚能勉强满足需求。但随着脉冲测量法的问世，一种测量精度更高、速度更快、操作更简便，且在特定功率等级下成本更具优势的测量方案应运而生。

对比两种方法的测量结果可以发现，在铁芯饱和极限以内，传统电抗测量法的测量结果与脉冲测量法测得的幅值电感Lamp(i)最为接近。而脉冲测量法额外提供的微分电感Ldiff(i)曲线，还能为分析元件特性与磁路性能提供极具价值的参考依据。

DPG10 脉冲测量法与传统电抗测量法核心对比

表1

DPG10 系列大功率扼流圈测试仪在汉斯・冯・曼戈尔特有限公司的实际应用

汉斯・冯・曼戈尔特有限公司成立于 1941 年，在电感元件制造领域始终秉持卓越的品质追求与创新精神。凭借八十余年的行业积淀，该公司已成为客户信赖的合作伙伴，尤其在定制化解决方案领域优势显著。

公司的产品组合涵盖各类电感元件，广泛应用于工业电源、电网系统、电力电子设备等领域，同时还能满足海洋、沙漠等严苛环境的使用需求。公司面临的挑战不仅在于产品制造环节，更在于需根据每位客户的具体需求，完成元件的个性化设计。除了过硬的技术实力，产品的可靠性同样至关重要，客户对产品的交付周期与稳定品质有着极高的要求。

为确保产品品质的稳定性，汉斯・冯・曼戈尔特有限公司引入了 ed-k 公司生产的 DPG10 系列大功率扼流圈测试仪，目前正处于淘汰老旧测试变压器与功率计的收尾阶段。这些老旧设备不仅操作流程繁琐、无法移动，且因包含运动部件，需要投入大量精力进行维护。而 DPG10 系列测试仪的投入使用，彻底解决了这些问题。其紧凑的设计可灵活部署于生产线中，无需进行复杂的产线改造，也省去了冗长的设备调试时间。

图 4 展示了传统变压器测试台，与配备选装三相扩展单元的新型 DPG10-4000B/F 型测试仪的对比情况。传统测试系统由一台 100 安的调压变压器，和一台用于提升测试能力至 500 安有效值的固定变比变压器组成。

图4

此外，图 5 呈现了汉斯・冯・曼戈尔特有限公司于上世纪 90 年代初自主研发的老式直流线性测试台。该设备基于晶闸管技术，整套系统需占用四个机柜，最大可支持 5000 安的测试电流。与之形成鲜明对比的是，作为其替代方案的 DPG10-4000B/F 型测试仪(搭配 EXT2 三相扩展单元)，仅需放置在手推车的下层空间。二者的体积差异一目了然，充分彰显了 DPG10 系列测试仪便于移动的优势。一台 DPG10 测试仪即可同时替代上述两套老旧设备，助力企业实现测试设备标准化，优化生产运营流程。

图5

DPG10 系列测试仪的多功能性尤为值得称道。它可覆盖宽功率范围的电感测量需求，能对各类产品进行可靠检测，无论是电感值仅数微亨的小型正弦滤波扼流圈，还是重量数吨、电感值达数百毫亨的平波电抗器，均能精准测量。这一优势对汉斯・冯・曼戈尔特有限公司至关重要 —— 随着公司产品种类的不断丰富，其对测量技术的要求也在持续提升。

DPG10 系列测试仪的可移动性同样是一大亮点。凭借小巧的体积与轻便的重量，设备可轻松在不同生产工位间转移，实现生产过程中的实时质量管控，大幅节省生产时间。同时，设备操作界面直观友好，降低了员工的培训成本。

设备配备的锁定触点可对门控开关进行监控，这使得非电气专业人员也能在测试舱内安全开展测试工作。这一设计省去了以往将产品转运至专用测试场地的环节，为在装配线末端完成产品最终检测奠定了基础。

图6

设备搭载的软件接口，支持在定制软件环境中对 DPG10 测试仪进行控制，可无缝集成至企业量身定制的工艺流程中。这也是汉斯・冯・曼戈尔特有限公司选择该设备的关键考量因素 —— 在产品最终检测环节，除电感值外，大量其他产品特性参数也需通过企业自研软件系统进行记录与存档，以确保每件产品均符合客户的定制化要求。该软件可全程引导操作人员完成测试流程，避免任何一项测量步骤的遗漏。

基于 INT1 新型接口箱的绕制件大批量全自动测试方案

应用于印刷电路板的绕制元件，以及汽车行业专用绕制元件的市场需求量极大。这类产品对成本较为敏感，因此通常采用全自动生产线进行规模化生产。

借助全新的INT1 接口箱，绕制元件的电感测量工序可直接集成至全自动生产线中，无需为控制 DPG10 测试仪额外开发专用软件。

图7

INT1 接口箱承担着 DPG10 测试仪上位机软件与全自动生产线之间的桥梁作用。其配备的 3 路通用输入接口与 5 路通用输出接口，可实现与生产线可编程逻辑控制器(PLC)的双向通信。例如，可编程逻辑控制器可向 DPG10 上位机软件发送如下信号：

·新被测件已完成接线，可启动新一轮测量

·生产线已停止运行

同时，DPG10 上位机软件也可通过 5 路可自由配置的输出接口，向生产线可编程逻辑控制器反馈如下信息：

·正在进行测量

·极限曲线测试未通过(判定为不合格品，需剔除)

·DPG10 系统就绪，可启动新测量

·测量完成，被测件可移出测试工位

此外，设备还可外接警示灯、警报器或脚踏开关。其 24 伏直流有源输出接口，单路输出功率可达 12 瓦，同时配备继电器输出接口(支持 250 伏交流电 / 8 安或 30 伏直流电 / 5 安)。

所有输入与输出接口均可通过软件进行独立配置，每路输出接口均可单独设定启动延迟时间与持续工作时间，且设备的各项功能可灵活分配至任意输出接口。

总结

在瞬息万变、客户期望不断提升的市场环境下，汉斯・冯・曼戈尔特有限公司做出战略决策，引入 ed-k 公司的 DPG10 系列大功率扼流圈测试仪。这一举措充分彰显了公司对创新与品质的不懈追求。汉斯・冯・曼戈尔特有限公司与 ed-k 公司的合作成效显著，双方秉持共同愿景：研发尖端技术解决方案，在优化生产流程的同时，坚守高精度、高可靠性的品质标准。